Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Zentrifugalsepa¬ rators, insbesondere eines Dreiphasen-Zentrifugalseparators, zum Regene¬ rieren von verbrauchten Emulsionen (Badpflege), vorzugsweise von Kühl¬ schmierstoffen, aber auch von Reinigerlösungen, die man dem Zentrifugal¬ separator unter Druck zuleitet, und aus dem eine oder mehrere Flüssigpha¬ sen auslaufen.

Beim Einsatz von Emulsionen, z. B. als Kühlschmierstoff, aber auch als Reinigerlösung bei der technischen Reinigung von Oberflächen, reichern sich diese im Laufe der Zeit mit Fremdöl, Anteilen von gespaltener Emul¬ sion und Feststoffen an, die in einem Regenerierungsvorgang entfernt wer¬ den müssen. Sollen nicht nur Flüssigkeiten voneinander getrennt werden, z. B. Fremdöl und Restemulsion, sondern auch Feststoffe abgetrennt werden, so werden Dreiphasen-Zentrifugalseparatoren eingesetzt.

Zentrifugalseparatoren können in offener Betriebsweise als druckloses Sy¬ stem oder in geschlossener Betriebsweise unter Überdruck mit der zu rei¬ nigenden Flüssigkeit beschickt werden. Beide Betriebsarten haben ihre Vor- und Nachteile.

In der geschlossenen Betriebsweise, wobei mittels einer Druckpumpe die zu reinigende Flüssigkeit unter Druck zugeleitet wird, kann eine von der Vis¬ kosität der Flüssigkeit unabhängige Durchsatzleistung eingestellt werden. Im Bypaß ist eine hohe Durchsatzleistung möglich. Eine direkte Berührung der Flüssigkeit durch das Bedienungspersonal ist ausgeschlossen. Nachtei¬ lig ist jedoch, daß der Separator mit konstantem Druck beschickt werden

muß, damit die Wirksamkeit der Separation nicht beeinträchtigt wird. Außerdem ist eine aufwendige Einstellung des Separators auf die Parameter des jeweils eingesetzten Produktes erforderlich. Der von der Pumpe aufge¬ brachte Druck muß auf die jeweilige zu regenerierende Flüssigkeit sowie die Separatorauslegung abgestimmt werden. Da keine Oberflachenabsaugung möglich ist, ist eine hohe Umwälzleistung erforderlich, da nur die nicht- flotierte Ölphase angesaugt wird. Aus diesem Grunde ist außerdem eine op¬ timale Nutzung des Separators nicht immer möglich.

Beispiele und nähere Erläuterungen zur Oberflächen-Absaugung finden sich in der WO 91/4087 und der DE 40 07 599 A2 des Anmelders. Auf den Inhalt dieser Veröffentlichungen wird ausdrücklich Bezug genommen. Der Inhalt soll auch Bestandteil dieser Anmeldung sein.

Andere Vor- und Nachteile ergeben sich bei der offenen Betriebsweise des Zentrifugalseparators. Vorteilhaft ist, daß der Separator nur einmal auf die jeweilige zu regenerierende Flüssigkeit eingestellt werden muß. Die durch Druckveränderungen erforderliche Neueinstellung bei der geschlos¬ senen Betriebsweise entfällt hier. Der Separator kann optimal genutzt werden, da eine Oberflachenabsaugung der verschmutzten Lösung aus dem Sammel ehälter möglich ist. Damit können bei einer Schichtung der Flüs¬ sigkeit im Sammelbehälter sämtliche Phasen dem Separator zugeführt werden. Ohne die Durchsatzleistung ändern zu müssen, kann in der offenen, druck¬ losen Betriebsart bei der Regenerierung unterschiedlichster Flüssigkeiten optimal gearbeitet werden. Es ist hier auch möglich, nur bestimmte Flüs¬ sigkeitsschichten, z. B. nur die mit Fremdöl und/oder Feststoff belasteten Flüssigkeitsphasen aus dem Sammelbehälter abzuziehen und dem Separator zuzuführen. Die Regenerierung kann optimal auf das Deemulgierverhalten der Flüssigkeit, bei der sich diese in mehrere Phasen auftrennt, abgestimmt werden. Auch nicht emulsionsstabile Flüssigkeiten können, zumindest teil¬ weise, regeneriert werden. Hierbei saugt man von der Oberfläche im Sam¬ melbehälter die ölreiche Phase ab. Nachteilig an der drucklosen Betriebs¬ weise ist jedoch der erforderliche Aufwand bei der Konstruktion der Anla¬ ge. Man ist außerdem dadurch eingeschränkt, daß die maximale Durchsatz¬ leistung von der Viskosität der zu regenerierenden Flüssigkeit abhängig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs ge¬ nannten Art, bei dem der Zentrifugalseparator unter Druck betrieben wird, auf eine einfache und wenig aufwendige Art zu verbessern, so daß die Vor¬ teile der Oberflachenabsaugung der zu regenerierenden Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter auch hier erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die verbrauchte Emulsion von der Oberfläche der in einem Behälter befindlichen ver¬ brauchten Emulsion entnimmt, insbesondere absaugt, und erst nach einer Entlüftung dem Zentrifugalseparator unter Druck zuleitet. Erfindungsgemäß wird die zu regenerierende Flüssigkeit nach der Entnahme aus einem Behäl¬ ter, z. B. einem Maschinentank oder einem sonstigen Sammelbehälter, zu¬ nächst entlüftet, wobei die Entgasung auch umfaßt ist, bevor sie dem Zen¬ trifugalseparator zugeführt wird.

Bisher war es nicht möglich, eine von der Oberfläche eines Sammelbehälters abgesaugte Flüssigkeit in einen ZentrifugalSeparator unter Druck einzu¬ speisen und zu regenerieren, da die angesaugte Luft zu Druckschwankungen und damit zu Störungen bei der Trennung der Flüssigkeiten und der Fest¬ stoffe geführt hat. Von dieser Erkenntnis geht das erfindungsgemäße Ver¬ fahren aus. Durch die vorgeschaltete Entlüftung ist es nun möglich, die Vorteile beider Betriebsweisen, der drucklosen und der Betriebsweise unter Druck, miteinander zu verknüpfen. Es können hier flüssige Emulsionsge¬ mische gezielt angesaugt werden, speziell bei geschichteten Flüssigkeiten. Es ist ferner möglich, die Deemulgiereigenschaften der Flüssigkeiten zu berücksichtigen. Ein hoher Abscheidegrad bei einem Flotat, also der auf¬ schwimmenden Ölphase, wird auch bei einer niedrigen Umwälzleistung im Ne- benstro betrieb erreicht. Eine hohe Durchflußleistung, auch bei Flüssig¬ keiten mit höheren Viskositäten, ist möglich. Vorteilhaft ist außerdem die niedrige Bauhöhe der Anlage. Selbst mit kleinen Zentrifugalseparatoren können große Badvolumina wirkungsvoll gepflegt werden, da bei der Nutzung der Flotation ein sehr hoher Abscheidegrad erreichbar ist. Ein direkter Produktkontakt mit evtl. für das Bedienungspersonal gefährlichen Sub¬ stanzen ist verhinderbar. Nach der Regenerierung im Zentrifugalseparator ist die Schaumbildung stark verringert, da keine Luft mehr in den Separa¬ tor eingeleitet wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß man die von der Oberfläche entnommene, verbrauchte Emulsion vor dem Ent¬ lüften filtriert.

Zur Entgasung bzw. Entlüftung kann unterschiedlich vorgegangen werden, wobei alle diese Möglichkeiten unter die Erfindung fallen. Insbesondere sind jedoch die nachfolgend genannten Ausgestaltungen vorteilhaft. Dabei wird vorgeschlagen, daß man die verbrauchte Emulsion über eine Schräge mit einem Neigungswinkel von 1° bis 3°, insbesondere von etwa 2° in den Ent¬ lüftungsbehälter laufen läßt. Der Neigungswinkel ist gerade so gewählt, daß bei den üblicherweise zu regenerierenden Flüssigkeiten eine etwa 1 mm dicke Flüssigkeitsschicht erhalten wird, so daß die Gasblasen nur relativ kurze Wege zur Oberfläche zurücklegen müssen. Andererseits ermöglicht die relativ schwache Neigung eine hohe Verweilzeit der Flüssigkeit innerhalb dieser dünnen Schicht und damit eine effektive Entgasung.

Ein behutsames Einleiten der entgasten Flüssigkeit in das im Behälter schon befindliche Flüssigkeitsvolumen wird dadurch erreicht, daß man die verbrauchte Emulsion nach dem Zulauf über die Schräge über eine weitere, daran anschließende, steilere Schräge in den Entlüftungsbehälter laufen läßt, die mit ihrem unteren Ende in die im Behälter angesammelte Flüssig¬ keit eintaucht. Ein Hineinfallen von Tropfen oder eines Strahls in das schon im Behälter befindliche Flüssigkeitsvolumen und damit ein erneuter Lufteintrag in die Emulsion wird auf diese Weise wirksam vermieden.

Eine weitere Erhöhung der Sicherheit, daß von der Druckpumpe keine Luft angesaugt und in den Separator geleitet wird, wird in einer weiteren vor¬ teilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch er¬ reicht, daß man das Flüssigkeitsniveau im Entlüftungsbehälter überwacht und den Auslauf der Emulsion bei einem Absinken unter ein vorgegebenes F lussigkeitsniveau unterbricht, insbesondere durch Abschalten der zwischen dem Entlüftungsbehälter und dem Zentrifugalseparator angeordneten Druck¬ pumpe. Die automatische Überwachung des Flüssigkeitsstandes führt auf eine bedienungsfreundliche Weise zu der erhöhten Sicherheit.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedliche Flüssigkeitsschich¬ ten der verbrauchten Emulsion zum Separator gepumpt und dort regeneriert werden. Die Flüssigkeitsschichten bilden sich nicht nur im Sammelbehälter vor der Entlüftungsvorrichtung, sondern auch im Entlüftungsbehälter selber aus. Um nun einen möglichst kontinuierlichen Übergang von der Beschickung des Separators mit der einen Phase zu der Beschickung mit der anderen Phase zu erreichen, leitet man in einer weiteren Ausgestaltung die Flüs¬ sigkeit im Entlüftungsbehälter über drei in unterschiedlicher Höhe ange¬ ordnete Auslässe zum Zentrifugalseparator.

Bei einer geschichteten Flüssigkeit im Entlüftungsbehälter bildet sich als oberste Schicht eine unterschiedlich dicke Fremdölschicht aus. Die Dicke schwankt je nach Flotatgehalt. Der oberste Auslaß dient zum Absaugen von Flotat und Fremdöl, der untere Auslaß ist für die Emulsion und die mitt¬ lere Ansaugleitung für die Übergangsschicht vorgesehen.

Eine besondere, vorteilhafte Betriebsweise ist bei der Regenerierung von Flüssigkeiten mit nur geringer Emulsionsstabilität möglich. Hier wird vorteilhaft nur die mit Fremdstoffen belastete Phase aufgearbeitet, indem man diese mit Fremdstoffen am stärksten belastete Phase aus dem Behälter entnimmt, dem Entlüftungsbehälter zuführt und regeneriert.

Die am stärksten belastete Phase kann je nach Einzelfall eine Öl- oder eine Wasser-Phase sein. Gerade bei Flüssigkeiten mit nicht ausreichender Emulsionsstabilität ist es wichtig, nur die mit Fremdstoffen am stärksten belastete Phase abzutrennen, damit der Verlust an Emulsion möglichst ge¬ ring gehalten wird. Als Fremdstoff in der Ölphase tritt hauptsächlich Fremdöl ein, als Fremdstoff in der Wasserphase hauptsächlich Feststoff.

Die Erfindung betrifft nicht nur ein Verfahren zum Betreiben eines Zen¬ trifugalseparators, sondern auch eine Zusatzeinrichtung für einen Zentri¬ fugalseparator, insbesondere einen Dreiphasen-Zentrifugalseparator zum Regenerieren von verbrauchten Emulsionen (Badpflege), insbesondere von Kühlschmierstoffen, aber auch von Reinigerlösungen, der zum Beschicken unter Druck ausgelegt ist.

Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird die Zusatzeinrichtung dadurch verbessert, daß eine Oberflächenabsaug-Einrichtung zur Entnahme der Emul¬ sion aus einem ersten Behälter, z. B. einem Maschinentank, und einem daran angeschlossenen Entlüftungsbehälter vorgesehen ist, dessen Auslaß oder Auslässe über eine Druckpumpe mit dem Einlaß des Separators verbunden ist bzw. sind.

Bevorzugt ist außerdem ein zwischen dem ersten Behälter und dem Entlüf¬ tungsbehälter angeordneter Filter.

In der Konstruktion des Entlüftungsbehälters sind mehrere Möglichkeiten denkbar. Bevorzugt ist jedoch, daß der Einlaß des Entlüftungsbehälters auf eine insbesondere innerhalb dieses Behälters angeordnete Ablaufschräge mündet, die eine Neigung von 1° bis 3°, insbesondere von etwa 2° aufweist. Andererseits ist es natürlich auch möglich, daß die Ablaufschräge außer¬ halb des Entlüftungsbehälters angeordnet ist.

Vorteilhaft beim Entlüftungsbehälter ist ferner, wenn an die Ablaufschräge eine weitere, steilere Schräge anschließt, deren unteres Ende bis unter¬ halb des vorgesehenen Flüssigkeitsniveaus reicht.

Zur Sicherheit des Bedienungspersonals vor einer möglicherweise nicht un¬ gefährlichen zu regenerierenden Flüssigkeit ist der Entlüftungsbehälter vorzugsweise mit einem mindestens eine Entlüftungsöffnung aufweisenden Deckel verschlossen.

Zur Sicherheit gegen Ansaugung von Luft durch die Druckpumpe weist der Entlüftungsbehälter eine Überwachungseinrichtung für das Flüssigkeitsni¬ veau auf, die die Unterbrechung des Auslaufs der Emulsion bei einem Ab¬ sinken des Flüssigkeitsniveaus unter einen vorgegebenen Wert veranlaßt und dazu insbesondere die zwischen dem Entlüftungsbehälter und dem Zentrifu¬ galseparator angeordnete Druckpumpe abschaltet.

Um die Möglichkeiten beim Betrieb dieser Zusatzeinrichtung zu vergrößern und insbesondere einen kontinuierlichen Übergang von der Beschickung des Separators mit zwei Phasen auf eine Beschickung mit einer Phase auf

einfache Weise zu erreichen, sind drei in unterschiedlicher Höhe angeord¬ nete und zum ZentrifugalSeparator führende Auslässe im Entlüftungsbehälter vorgesehen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Regenerierungsanlage für ver¬ brauchte Kühlschmierstoffe in einem Ausführungsbeispiel,

Figur 2 eine Einzeldarstellung des Entlüftungsbehälters nach Figur 1 im Schnitt,

Figur 3 die Einzelheit X von Figur 2 und

Figur 4 den Entlüftungsbehälter in einem Schnitt A-B nach Figur 2.

In der Anlage nach Figur 1 wird die teilweise verbrauchte Kühlschmier¬ stoff-Emulsion aus einem ersten Behälter 1, der zum Beispiel ein Maschi¬ nentank sein kann, über einen Entlüftungsbehälter 2 mit einer Druckpumpe 3 in einen Zentrifugalseparator 4 gedrückt und dort in eine Flotatphase 5 und eine gereinigte Lösung aufgespalten, die wieder zum ersten Behälter 1 zurückgeführt wird. Das im ersten Behälter 1 angesammelte Gemisch wird über eine Oberflächen-Absaugeinrichtung 6 an der gewünschten Stelle im Bad 1 angesaugt und mittels einer Saugpumpe 7 über ein vorgeschaltetes Vor¬ filter 8 in den Entlüftungsbehälter 2 geleitet. Das Flüssigkeitsgemisch wird hier so eingefüllt, daß eine Entgasung der über die Oberflächen-Ab¬ saugeinrichtung 6 angesaugten Luft erfolgen kann. Durch die Zwischen¬ schaltung des Entlüftungsbehälters 2 zwischen dem Sammelbehälter 1 und dem Zentrifugalseparator 4 wird neben der Entgasung auch ein vorteilhafter Puffereffekt beim Ansaugen unterschiedlicher Phasengemische erzielt.

Im Entlüftungsbehälter 2 ist eine Überwachungseinrichtung L für das Flüs¬ sigkeitsniveau vorgesehen, um das Ansaugen von Luft über die Pumpe 3 aus dem Entlüftungsbehälter 2 zu verhindern. Bei einer Absenkung des Flüssig¬ keitsniveaus unter einen bestimmten Soll-Füllstand Ll wird die Druckpumpe

3 automatisch abgeschaltet, bis der Flüssigkeitsstand auf das Niveau L2 wieder angestiegen ist.

Das Flüssigkeitsgemisch kann aus dem Eπtlüftungsbehälter 2 über 3 Lei¬ tungen 9 entnommen werden, die in unterschiedlichen Höhen im Entlüftungs¬ behälter 2 beginnen. Die Ansaugöffnungen der drei Leitungen sind in Figur 2 mit den Bezugszeichen 10, 11 und 12 bezeichnet. Werden unterschiedliche Phasen aus dem Sammelbehälter 1 in den Entlüftungsbehälter 2 gebracht, so findet dort meist auch eine Schichtung der Phasen statt. Die obere Schicht, die Fremdölschicht bzw. die Flotatschicht, wird über die Ansaug¬ öffnung 10, und die untere Schicht, die Emulsion, wird über die Ansaugöff¬ nung 12 aus dem Entlüftungsbehälter 2 entnommen. Die mittlere Ansauglei¬ tung 11 dient zur Entnahme der Übergangsschicht, so daß ein abrupter Übergang zwischen einer Zweiphasen- und Einphasenbeschickung des Separa¬ tors vermieden wird.

Nach der Trennung des zugeführten Gemisches im ZentrifugalSeparator 4 wird die gereinigte Lösung über die Leitung 13 dem ersten Behälter 1 wieder zugeführt.

Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entlüftungs¬ behälters 2 im Schnitt. Er ist mit einem angeschraubten Deckel 14 ver¬ schlossen, der ein Entlüftungsventil 15 trägt. Der Einlaßbereich, der in Figur 3 vergrößert dargestellt ist, enthält ein Zulaufrohr 16, dessen Mündung nach unten gebogen und nahe an eine geneigte Ablaufschräge 17 herangeführt ist. Die Neigung der Ablaufschräge beträgt im Ausführungs¬ beispiel 2°. Die Schräge ist mit zwei angeschweißten, vertikalen Blechen 18 abgestützt, wie besonders deutlich aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist.

Die unter 2° abfallende Schräge 17 erstreckt sich fast über die gesamte Breite und Länge des Entlüftungsbehälters 2, fällt aber am Ende in einem abgebogenen Teilstück 19 steil nach unten ab. Das Teilstück 19 ist soweit nach unten gezogen, so daß sein Ende unter das Flüssigkeitsniveau Ll zu liegen kommt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Ablaufschräge 17 mit ih¬ rem Teilstück 19 immer in der im Entlüftungsbehälter 2 angesammelten

Flüssigkeit eingetaucht ist. Der Rand 20 der Ablaufschräge 17 sowie des Teilstücks 19 ist im übrigen nach oben umgebogen, so daß ein seitliches Ablaufen des zugeleiteten Flüssigkeitsgemisches vermieden wird.

Bezugszeichenliste

L Überwachungseinrichtung für Flüssigkeitsniveau Ll, L2, L3 Flüssigkeitsniveau